22. Азеотропные растворы

АЗЕОТРОПНЫЕ СМЕСИ (азеотропные растворы, хилотропные смеси, неразделенно кипящие смеси) — растворы, состоящие из двух или более компонентов, кипящие при данном внешнем давлении и при постоянной температуре без изменения состава. А. с. не могут быть разделены на составляющие компоненты путем обычной дистилляции.

От чистых жидкостей А. с. отличаются тем, что при изменении внешнего давления у них изменяется не только температура кипения, но и состав. Так, напр., А. с. — вода + хлористый водород при давлении 760 мм рт. ст. содержит 20,24% НСl, а при давлении 50 мм рт. ст. — 23,2%.

А. с. бывают двух типов: смеси с минимальной температурой кипения и смеси с максимальной температурой кипения. В первом случае А. с. кипят при температуре ниже температуры кипения низкокипящего компонента [напр., смесь 95,57% этилового спирта (t°_кип 78,5°) и 4,43% воды (t°_кип 100°) кипит при t° 78,15°]. А. с. второго типа кипят при температуре выше температуры кипения высококипящего компонента [напр., смесь 68% азотной к-ты (t°_кип 86°) и 32% воды (t°_кип 100%) кипит при t° 120,5°]. А. с. часто встречаются в практике. Образование А. с. (напр., воды со спиртом или воды с азотной кислотой и т. д.) является причиной того, что получение абсолютного спирта или 100% азотной к-ты путем перегонки их водных растворов невозможно. Знание особенностей свойств А. с. необходимо в лабораторной практике.

23. Почему на нефтеперерабатывающих заводах проводят доочистку нефти?

Обычно из скважин добывают не нефть, а ее смесь с водой в виде слабой неустойчивой эмульсии. Однако в даль­нейшем, особенно при перекачке, она превращается в устойчивую и трудно разделяемую эмульсию. Потребителю нужна нефть с минимальным содержанием солей и воды, поэтому уже на месте добычи или на ближайших нефтесборных пунктах ее необходимо подвергать соответствующей очистке.

На­личие воды в нефти приводит к резкому снижению производитель­ности установок, повышенному расходу энергии для ее испарения и конденсации. При этом ухудшается четкость ректификации. Наличие солей и механических примесей вызывает эрозию и засорение труб печей и теплообменников, понижает коэффициент теплопередачи и повышает зольность мазутов и гудронов. Кроме того, наличие в нефти растворенных солей вызывает коррозию аппаратуры и оборудования из-за образования соляной кислоты, которая выделяется при гидролизе некоторых хлори­стых солей, особенно хлорида магния:

MgCl2 + H2O → MgOHCl + НСl.

Коррозия бензиновых конденсаторов и холодильников уси­ливается при переработке сернистых нефтей, особенно в присут­ствии водяных паров. Вначале в присутствии влаги образуется сульфид железа (II) в виде защитной пленки:

Fe + H₂S → FeS + H₂ ,

в при­сутствии соляной кислоты он превращается в хлорид железа (II):

FeS +₂HCl → FeCl₂ + H₂S ,

который растворяется в воде, оголяя поверхность железа, вступает в реакцию с сероводородом, и т. д.

24. Объясните причину усиления коррозии металлов в присутствии соединений серы.

Сера заметно снижает коррозионную стойкость железоуглеродистых сплавов в кислотах и атмосфере: участки защитной пленки

около сернистых включений FeS и MnS защищают сплав хуже, чем

нормальная оксидная пленка. Кроме того, сульфиды, разрушаясь в электролите, образуют H2S, который заметно повышает скорость коррозии (т.е. является катализатором коррозии).

Сероводород реагирует почти со всеми металлами, образуя сульфиды, которые по отношению к железу играют роль катода и образуют с ним гальваническую пару. Разность потенциалов этой пары достигает 0,2–0,48 В. Способность сульфидов к образованию микрогальванических пар со сталью приводит к быстрому разрушению технологического оборудования и трубопроводов.